信息化背景下《建筑構造與識圖》課程教學模式創新的研究與實踐

于泉偉

【摘 要】針對當前高職院校學生的特點，通過“做中教、做中學、玩中學”的職教理念，將SPOC、BIM以及VR等信息化手段應用于《建筑構造與識圖》課程的課前、課中、課后三大環節， 實現由“教師為主體”向“學生為主體”的教學模式改革。

【關鍵詞】信息化；課程；教學模式

中圖分類號： G434 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）19-0175-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.19.078

0 前言

《建筑構造與識圖》這門課是實踐性很強的土建大類專業基礎課程，不能輕視它的重要性。因為《建筑構造與識圖》這門課里面建筑構造內容和建筑圖紙的空間想象要求較大，使得非常多的教師都將其視為難點。《建筑構造與識圖》這門課之所以能夠成為建筑專業教學課程的難題，不僅是因為教師的教學方法太過于傳統，而且學生們對這些晦澀難懂的圖紙提不起學習的興趣。學生在對《建筑構造與識圖》這門課進行學習的過程中，他們既要對建筑的各個組成部分的構造知識點進行學習，而且他們還要對相關構造的建筑的圖紙進行識讀。單單建筑施工圖紙就讓第一次接觸建筑圖紙的學生們感覺到不知所措，而且這門課程對建筑圖紙的要求非常高，以至于同學們很難對其產生學習興趣。因此，將信息化手段運用到這門課的教學當中是迫在眉睫的。那么信息化背景下，將如何創新《建筑構造與識圖》這門課的教學模式是需要仔細思考和研究的。本文通過課程教學過程當中的經驗，總結實踐中存在的問題，從教學內容，方法和手段等方面進行信息化教學改革。實現讓學生更自主的投入學習，把老師的問題轉化為學生的問題。通過更新教學理念、創新教學方法，幫助學生讀懂圖紙、降低學習難度、增強學習興趣，從而提高教學效率、培養優質的建筑人才。

1 信息化背景下《建筑構造與識圖》課程教學模式創新

《建筑構造與識圖》課程的教學改革，核心問題其實是實踐教學，近幾年來，我借鑒學習了其他課程教學改革的成功經驗之后，針對信息化帶給教學的新形勢，總結并思考高職院校課程教學改革方法之后，將建筑構造作為主體，把一系列的信息化教學手段作為技術手段，實現了由“教師為主體”向“學生為主體”的教學模式的改革。

針對當前高職院校學生的特點，通過“做中教、做中學、玩中學”的職教理念，將一系列的信息化手段應用于課前、課中、課后三大環節。課前，由課題團隊成員一起建設的SPOC引導學生對知識點進行自學。課中，利用BIM信息化手段創新教學的模式，利用BIM技術創建多角度多維度的空間的教學的體系，建立基于信息化的空間實訓平臺；將現實中的實體工程、仿真軟件等方式呈現構造知識；以實體的構件模型和學校已建建筑物圖書館為載體構建體驗課堂；把教學過程和生產過程實時互動的遠程現場教學構建真實情境式課堂；以VR虛擬現實技術進行真實建筑構造場景的交互體驗。將VR技術引入教學中，同學們跟隨老師的指導，觀看本校圖書館的三維模型，并通過VR虛擬現實技術，帶領學生逐層觀察圖書館建筑構造并學習各個構件。學生可以從首層開始，學習整個建筑實體中的建筑構件的幾何形狀和構造做法等基本知識。課后，學生再次通過SPOC鞏固知識點，并完成課后測驗。并去圖書館現場再一次學習建筑構件。

2 《建筑構造與識圖》課程SPOC（Small Private Online Course小規模限制性在線課程）的建設

高職院校傳統的教學模式由于習慣了采取課程教學的模式，以至于當前的高職教育缺少了本該有的主體交互性，在這個教學過程當中，一般教師處于主導性的地位，教學的過程主要是依靠教師主講或者設置了少量的提問環節，學生被動的接收知識，進行深入的探討以及對知識點的理解的鉆研機會很少。將SPOC（Small Private Online Course小規模限制性在線課程）應用在高職教育當中之后，它的典型特征變成了均衡型的教師和學生的交互式教學，教師和學生交互的次數與時間變多。除了課堂教學的師生之間的互動外，SPOC模式還使高校教學課堂延伸到了SPOC平臺，在SPOC平臺上，課前學生可根據發布的視頻和PPT等教學資料包提前完成相關預習，同時他們可以在線上向老師提問以及交流；課后學生可以根據課上的學習之后繼續在SPOC平臺上開展線下交流、討論和提問，這樣，和單一的課堂教學相比，教師和學生交互的次數與時間變多。同時，教師和學生交流的深度和廣度得到拓展。運用SPOC教學，老師可以將相關學科的基本知識發布到SPOC平臺讓學生自主完成學習，學習完成之后可以完成測試和考核，這樣老師就可以在課堂上有針對性的集中講解，并開展討論、分組討論、重難點的講解等深度的互動與交流，教師和學生質檢交互的廣度和深度得以進一步拓展。

在教育信息化的大背景之下，基于“開放共享”的執教理念的精品開放課程的迅速發展起來。SPOC采用的是混合式教學，實現了慕課和傳統的課堂教學之間的結合，有效地彌補了慕課的短板。本人結合了高職院校的教育特點，建立適用于本校學生的《建筑構造與識圖》課程SPOC，重點在于培養學生們的自學能力，激發了學生的學習興趣，培養他們的創新意識和創造能力。

建設的《建筑構造與識圖》SPOC課程資源包主要包含有：紙質的校本教材、課程標準、教學計劃、教案、PPT、教學視頻和音頻、虛擬體驗等數字資源，在教學內容的組織上采用的是角色的知識路徑的重構，以學生的學習能力為依據，個性化的推送資源，滿足他們的個性化學習需求。將課堂教學擴展至課前和課后。讓學生隨時隨地的進行小知識點的學習，并將日常看到的建筑構造主動的上傳至平臺中進行提問、討論和學習。

3 基于BIM技術深化《建筑構造與識圖》課堂教學內容與教學手段的創新研究

BIM 技術在課堂教學上的引入，使學生能夠通過觀察建筑的BIM模型，來充分的了解建筑物中的所有構造的節點，并能對這些構造節點的做法和尺寸等知識點都進行非常直觀生動的展示，以至于能夠更加全面的理解并掌握這些構造知識，極大的提升了教學效果。

在課前準備階段，本文選自本校圖書館建筑圖紙建立三維BIM模型，授課過程當中利用BIM模型向學生多方位的展示圖書館內部的各個構件，使得學生對建筑施工圖中的各個構件更加生動的掌握。

課中，首先教師利用Revit軟件的漫游功能，帶領學生利用BIM技術建立的三維模型的圖書館中漫游，學生可以自由穿梭，加深對構件的印象。授課過程中，利用BIM三維建筑信息模型給學生講解建筑的基本構件，如基礎、墻和柱、樓層和地層、樓梯、屋頂、門窗以及變形縫等，利用Revit視圖中的選擇框命令從三維信息建筑模型中選擇一個構件進行三維展示、講解和識讀，學生可以利用觀察、測量、剖切等手段，認識各類建筑構件。

課后，學生可以到達學校的圖書館進行實地考察，模型中的構件在真實的建筑中的位置、尺寸以及連接方式，加深知識點的掌握，并完成建筑圖紙的識讀。

4 基于VR虛擬現實技術應用于《建筑構造與識圖》課程的研究

BIM 和VR的關系：BIM建筑信息模型為虛擬現實提供了和實際的工程項目一致的完整并且精確的模型，VR虛擬現實技術是讓學生可以在那個模型環境里面漫游。BIM和VR 技術，可以通過計算機圖形學對現實世界近似真實的三維表達，將傳統的二維圖紙轉化為直觀的三維模型。

本人將VR虛擬現實技術引入《建筑構造與識圖》的教學中，將虛擬的空間建筑模型幫助識圖的識讀，依據不同建筑的，建立框架結構和剪力墻結構的模型，幫助學生識圖讀圖。通過VR虛擬現實技術的引入，同學們在課堂中身處真實建筑中的感覺，改變了傳統二維教學，讓建筑識圖的教學更加生動直觀。

5 結論與展望

本文針對當前高職院校學生的特點，通過“做中教、做中學、玩中學”的教學理念，將一系列信息化手段應用于課前、課中、課后三大環節。課前，由課題團隊成員一起建設的SPOC引導學生對知識點進行自學。課中，利用BIM信息化技術以及VR虛擬現實技術創新教學模式，課后，學生再次通過SPOC鞏固知識點，并完成課后測驗。通過教學改革，通過這一系列的信息化手段降低了教師教學的難度、增強了學生們的學習興趣，提高了教學的質量，為企業和社會培育出更加優質的建筑人才。

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